Question

【题目】如图所示，间距L=0.40m的足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端接有阻值R=2.0Ω的电阻.导轨所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.40T.—根质量m=0.1kg的导体棒MN放在导轨上且与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用平行于导轨的拉力拉导体棒使其向右运动，当导体棒的速度v=0.50m/s时，闭合开关S，此时导体棒恰好匀速运动，在运动的过程中保持导体棒与导轨垂直.

（1）求在闭合回路中产生的感应电流的大小.

（2）求导体棒匀速运动时作用在导体棒上的拉力的大小及拉力的功率.

（3）闭合开关后，当导体棒移动50cm时撤去拉力，求整个运动过程中电阻R上产生的热量.

Answer 1

【答案】（1）4.0×10-2A （2）1.0s （3）1.57×10-2J

【解析】

（1）感应电动势

感应电流.

（2）导体棒匀速运动时，安培力与拉力平衡，设拉力为F，则有

拉力的功率.

（3）导体棒移动50cm所需的时间

撤去拉力前，电阻R上产生的热量

撤去拉力后，电阻R上产生的热量

整个运动过程中，电阻R上产生的热量

故本题答案是：（1） （2） （3）